鉻摻雜硅團簇的結構、穩定性和光電子譜性質研究

林 琳，楊桔材，迎 春，李繼軍，趙二俊

1. 內蒙古工業大學理學院物理系，內蒙古 呼和浩特 010051 2. 內蒙古工業大學能源與動力工程學院，內蒙古 呼和浩特 010051

引 言

1 計算方法

本文所有計算均在高斯09[22]軟件包下進行的。計算中性CrSin(n=3～9)及陰離子團簇分為以下三步驟。首先，采用B3LYP/aug-cc-pVTZ和 MP2/6-31G(d) 理論對結構進行最初的優化和頻率的計算； 第二步，用微擾MP2/6-31G(2df, p)理論進行結構優化； 最后采用CCSD(T)/ang-cc-pVTZ-DK計算上一步結構的單點能。為能找到能量最低的穩定結構，對很多的異構體進行計算，在這篇文章里，考慮了四種構型，這幾種構型在文獻[23-24]提到過，這里就不再重述。另外，對每個構型，考慮了自旋多重態，中性團簇計算了一、三、五和七態而相應的陰離子團簇考慮了二、四和六態。

2 結果與討論

2.1 中性CrSin (n=3～9)和它的陰離子結構

在MP2/6-31G(2df, p)框架下，對中性的CrSin(n=3～9)和它們的陰離子進行了優化，如圖1所示。從這些計算結果可以看出，對中性團簇基態穩定結構是五態的，而陰離子團簇，最穩定的結構除n=4，6，7是四態的，其余團簇是六態最穩定。而且，除CrSi7基態結構是在異構體GrSi6吸附硅原子得到外，其余團簇不論是中性CrSin(n=3～9)還是它的陰離子團簇，最穩定的基態結構幾乎都是從純硅團簇Sin或Sin+1吸附一鉻原子或替換一硅原子為鉻原子而來得到的。另外在本文中列出能量相近CrSi8陰離子3種的同分異構體，a，b和c結構。從能量的角度分析，a結構能量最低，b和c結構能量比a分別高出0.000 6和0.002 eV。從模擬的光電子譜結構b和c與實驗相似程度很大，但從表1中的垂直電子解離能和親和能結構c與實驗值吻合的很好。……